本發(fā)明涉及一種高阻燃耐候性電纜，屬于電纜技術領域。
背景技術：
近年來，由于全球氣候變暖、生態(tài)環(huán)境惡化、常規(guī)能源短缺等問題，發(fā)展可再生能源得到各國政府的重視和支持。在技術進步的推動和各國政府的激勵政策驅動下，太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)和市場得以迅速發(fā)展。從2007年開始，我國的太陽能光伏應用從較低的水平連續(xù)4年保持100％以上的年增長率。截至2010年末，我國太陽能光伏發(fā)電裝機容量已經(jīng)達到893MW，位居世界第7。預計到2020年，我國的太陽能光伏發(fā)電裝機總容量將超過30000MW。
太陽能發(fā)電雖然具有無可比擬的優(yōu)越性，但是太陽強度受各種因素(季節(jié)、氣候、地點等)的影響而不能維持常量，即太陽能是一種輻射能，具有及時性，必須及時將太陽能轉換成其他形式的能量才能儲存和利用，而作為傳輸元件的電纜成為光伏發(fā)電系統(tǒng)中不可或缺的組件。
隨著光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，光伏發(fā)電系統(tǒng)用電纜的用量也在隨之增長，進入穩(wěn)定的市場成長期。但是，太陽能發(fā)電工作環(huán)境惡劣，普通的低壓電力電纜在使用過程中不能滿足光伏發(fā)電的高溫、紫外線輻射和雨水侵蝕等苛刻環(huán)境的要求。而且，在電纜安裝過程中，電纜受到彎折和拉伸等力的作用， 加速了普通電力電纜的老化，縮短了電纜的使用壽命，增加了維修成本，影響了整個系統(tǒng)的使用壽命。
因此，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用高阻燃耐候性電纜已經(jīng)成為一種趨勢。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種高阻燃耐候性電纜，在保證具有一定表面電阻值的基礎上，該高阻燃耐候性電纜具有良好的耐侵蝕性、相容性、耐臭氧性、耐火性以及熱壽命。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下技術方案：
一種高阻燃耐候性電纜，該電纜包含電纜芯、絕緣層、阻燃層和保護層，所述電纜芯、絕緣層、阻燃層和保護層之間的厚度比為1-2:1.5-2.5:1.8-3:1.9-2。
優(yōu)選地，所述電纜芯1的表面包覆一層半導體層，所述半導體為金屬氧化物，具體為Ga-Zn-O層或Ga-In-Zn-O層。
優(yōu)選地，所述的絕緣層為200℃輻照交聯(lián)的聚烯烴塑料。
優(yōu)選地，所述阻燃層由如下組分構成：基料：100份；防火劑：8～35份；穩(wěn)定劑：2～8份；交聯(lián)敏化劑：1～10份；
優(yōu)選地，所述防火劑具有通式(A)所表示的化合物：
優(yōu)選地，所述保護層包括抗侵蝕層、抗臭氧層和碳材料層。
優(yōu)選地，所述抗侵蝕層由納米氧化鋁和納米碳化硅組成，其中，納米氧化鋁和納米氧化硅的比例為10:1。
優(yōu)選地，所述抗臭氧層為表面噴涂乙烯基化二氧化硅的甲基丙烯酸十二氟酯/丁苯橡膠復合材料。
優(yōu)選地，所述碳材料層為碳納米管、碳纖維、石墨烯和炭黑的混合物，其中，所述碳納米管、碳纖維、石墨烯和炭黑之間的質量比為1:2-5:2-3:4-5。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
1、首次利用Ga-Zn-O氧化物或Ga-In-Zn-O氧化物作為半導體層，Ga-Zn-O氧化物或Ga-In-Zn-O氧化物可以形成一道內屏蔽層,該屏蔽層與導體等電位并且與絕緣層良好接觸，避免在導體與絕緣層3之間發(fā)生局部放電。經(jīng)檢測，采用Ga-Zn-O氧化物或Ga-In-Zn-O氧化物作為半導體層的電纜的屏蔽效果遠優(yōu)于現(xiàn)有技術中其它半導體所產(chǎn)的屏蔽效果。
2、本發(fā)明中的阻燃層4具有非常高的阻燃效果，該阻燃效果來源于引入了防火劑(A)，而現(xiàn)有技術中均沒有將防火劑(A)引入電纜阻燃層的技術啟示。經(jīng)檢測，采用本發(fā)明的阻燃層后，該電纜的阻燃效果遠優(yōu)于現(xiàn)有技術中的其它電纜。
3、本發(fā)明中的保護層5具有獨特的結構，即包括抗侵蝕層、抗臭氧層、碳材料層。采用納米氧化鋁和納米碳化硅作為抗侵蝕層可有效提高電纜的耐 酸耐堿侵蝕性。采用表面噴涂乙烯基化二氧化硅的甲基丙烯酸十二氟酯/丁苯橡膠復合材料作為抗臭氧層，可有效提高電纜的抗臭氧性，而抗臭氧性也正是電纜在許多應用情況所必備的性質，特別是光伏電纜。采用碳納米管、碳纖維、石墨烯和炭黑的組合物作為碳材料層可以有效防止電纜在運行中的感應電動勢對電纜的損害，進而延長電纜的壽命，特別是在引入了石墨烯后，該碳材料層所起的有益效果遠高于僅采用石墨作為涂層的電纜。
4、本發(fā)明中的高阻燃耐候性電纜通過具有獨特的結構，每層結構都有獨特的作用，且每層結構之間具有較好的協(xié)同和相容作用，成功實現(xiàn)了功能的有效結合和綜合性質的有效提高，從而使該電纜具有獨特的高耐候性，特別適用于光伏工業(yè)中。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
其中：1電纜芯、2、半導體層、3絕緣層、4阻燃層、5保護層、6抗侵蝕層、7抗臭氧層、8碳材料層。
具體實施方式
下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。
實施例1
一種高阻燃耐候性電纜，該電纜包含電纜芯1、絕緣層3、阻燃層4和保 護層5，所述電纜芯1、絕緣層3、阻燃層4和保護層5之間的厚度比為1:1.5:1.8:1.9。電纜芯1的表面包覆一半導體層2，所述半導體為金屬氧化物，具體為Ga-Zn-O層或Ga-In-Zn-O層。絕緣層3為200℃輻照交聯(lián)的聚烯烴塑料。阻燃層4由如下組分構成：基料：100份；防火劑：8～35份；穩(wěn)定劑：2～8份；交聯(lián)敏化劑：1～10份，其中防火劑具有通式(A)所表示的化合物：
保護層5包括抗侵蝕層6、抗臭氧層7和碳材料層8?？骨治g層6由納米氧化鋁和納米碳化硅組成，其中，納米氧化鋁和納米氧化硅的比例為10:1。抗臭氧層7為表面噴涂乙烯基化二氧化硅的甲基丙烯酸十二氟酯/丁苯橡膠復合材料。碳材料層8為碳納米管、碳纖維、石墨烯和炭黑，其中，所述碳納米管、碳纖維、石墨烯和炭黑之間的質量比為1:2-5:2-3:4-5。
實施例2
一種高阻燃耐候性電纜，該電纜包含電纜芯1、絕緣層3、阻燃層4和保護層5，所述電纜芯1、絕緣層3、阻燃層4和保護層5之間的厚度比為2:2.5:3:2.0。電纜芯1的表面包覆一半導體層2，所述半導體為金屬氧化物，具體為Ga-Zn-O層或Ga-In-Zn-O層。絕緣層3為200℃輻照交聯(lián)的聚烯烴塑料。阻燃層4由如下組分構成：基料：100份；防火劑：8～35份；穩(wěn)定劑：2～8 份；交聯(lián)敏化劑：1～10份，其中防火劑具有通式(A)所表示的化合物：
保護層5包括抗侵蝕層6、抗臭氧層7和碳材料層8?？骨治g層6由納米氧化鋁和納米碳化硅組成，其中，納米氧化鋁和納米氧化硅的比例為10:1?？钩粞鯇?為表面噴涂乙烯基化二氧化硅的甲基丙烯酸十二氟酯/丁苯橡膠復合材料。碳材料層8為碳納米管、碳纖維、石墨烯和炭黑，其中，所述碳納米管、碳纖維、石墨烯和炭黑之間的質量比為1:2-5:2-3:4-5。
表1表示出了實施例1和2中高阻燃耐候性電纜的各項性能指標與現(xiàn)有技術中光伏電纜的各項性能指標的比較。
部分測試方法如下：
抗侵蝕性：根據(jù)GB/T2951—2008進行檢測。
相容性：電纜整體經(jīng)7d，每天24h，(135±2)℃老化。
耐臭氧：彎曲試樣所用試棒直徑為線芯直徑的(2±0.1)倍，試驗箱溫度(40±2)℃，試驗箱相對濕度(55±5)％，臭氧濃度(200±50)×10-6％，空氣流量為每分鐘0.2～0.5倍試驗箱容積，樣品放置試驗箱時間為72h電纜。
耐氣候：每個周期在溫度(65±3)℃、相對濕度65％、波長300～400nm條件下試驗的最小功率為(60±2)W/m2，持續(xù)720h后進行室溫下彎曲試驗，試棒直徑為電纜外徑的4～5倍。
動態(tài)穿透試驗：在室溫條件下，鋼針加力的頻率為1N/s，同一根樣品試驗4次，每次試驗點相距至少25mm，并且每個試驗點順時針旋轉90°，記錄彈簧鋼針與導體線芯接觸瞬間的穿透力。
熱壽命：根據(jù)EN 60216阿倫尼烏斯曲線進行試驗，保證電纜在120℃下壽命≥25(a)，即溫度指數(shù)為145℃，試驗時間不短于5000h絕緣及護套斷裂伸長率的保。
阻燃效果(氧指數(shù))：根據(jù)GB/T8924進行檢測。
[表1]
根據(jù)表1的測試結果來看，本發(fā)明的諸多效果優(yōu)于現(xiàn)有技術中的電纜，其具有較高的耐候性和阻燃性，適用范圍廣，特別適用于光伏工業(yè)中。
綜上所述，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換,凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護 范圍之內。